一、伺服系统概述
1、伺服系统定义
伺服系统是以物体的位移、角度、速度为控制量组成的能够动态跟踪目标位置变化的自动化控制系统,是一种是在变频技 术基础上的运动控制部件,可实现精确、快速、稳定的位置控制、速度控制和转矩控制,主要应用于对定位精度和运转速度要求较高的工业自动化控制领域。
2、伺服系统构成
伺服系统由伺服电机、伺服驱动器与编码器组成。其中,伺服电机是伺服系统的执行元件,其作用是把接受的电信号转换 为电动机转轴的角位移或角速度;伺服驱动器是伺服电机的一种控制器,一般通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控 制,以实现高精度的传动系统定位;编码器将信号或数据进行编制,转换为可用于通讯、传输和存储的信号形式,一般将编码器 视为伺服电机的组成部分,多数伺服电机生产厂商外购或自研编码器,将伺服电机与编码器配套出售。
3、伺服系统发展历程
伺服系统的发展主要经历了机械、液压、电气化伺服三个阶段,现代意义上的伺服系统通常是指电气伺服,电气伺服又走过几个不同的历史阶段:(1)第一阶段:20世纪60年年代前。电气伺服系统普遍采用功率步进电机作为动力源,一般不设计反馈回路,以开环控制为主;(2)第二阶段:20世纪60年-70年代。直流电机开始广泛应用于电气伺服领域,这一阶段主要以直流有刷电机作为驱动源,多用旋转变压器、测速发电机、编码器等传感装置构成闭环控制系统;(3)第三阶段:20世纪80年代以来。新技术及新材料的飞跃促使电气伺服进入交流伺服时代,执行电机通常以永磁同步电机为代表,并逐步占据了当今伺服领域主要市场。随着计算机和数字技术的快速发展,交流伺服系统性能得到不断提升。
据中研产业研究院《2022-2027年中国伺服系统行业竞争分析及发展预测报告》分析:
伺服系统是高端装备、智能制造装备实现自动控制的核心功能部件,伺服系统的应用不仅能够显著提升设备的加工速度和精度,更为重要的是,伺服系统可以赋予生产设备更加灵活的生产能力。通过控制指令的改变和参数的设置,伺服系统可以通过改变设备运行的速度和位置来满足生产不同规格产品的需求,无需人工调整生产设备即可实现生产订单的切换,降低人工操作调整带来的不确定性和不稳定性。因此,伺服系统目前广泛地应用于各种装备制造行业。